高速永磁直线电机的测试综述

高速永磁直线电机主要用于航空航天、轻轨交通及精密制造等领域,为保证电机的精确控制,对它的测试显得尤为关键。我国对发电机微机测试系统已研究多年,但是对其核心问题损耗及温升并没得到良好解决。本文总结归纳了电机损耗机理,探讨了电机温升问题,展望高速永磁直线电机测试的主要发展方向。     

机床进给系统用永磁直线电机的设计方法

从永磁直线电机的结构入手,分析了电机几何结构与推力的关系.引入了两极单元直线电机的概念,提出了通过对两极单元直线电机进行组合,来设计任意推力永磁直线电机的设计方法.运用该方法完成了一台推力为3000N的永磁直线电机的设计,并对样机进行了推力与定位力的测试实验,验证了设计方法的可行性.     

直线电机在精密加工中的应用

介绍了直线电机的特点及工作特性，并针对永磁动圈式直线电机介绍了其性能测试与控制方法。最后介绍了直线电机的精密磨削加工中的应用实例。     

高速高效加工中心的新型结构

对高速高效加工中心进行了研究,提出工件固定、以直线电机组成并联链直接驱动刀具作多自由度运动,并实现高速高精度传动与高刚度支撑合二为一的新型结构。开发全闭环交流永磁同步直线电机进给系统,设计高可靠性换刀系统和敏捷化托盘交换系统。     

大推力双U型永磁同步直线电机设计及性能测试

设计了一种应用于龙门五轴加工中心的大推力U型永磁同步直线电机,并对其性能进行了测试。结合电机使用环境和性能参数要求,对直线电机的基本尺寸、绕组形式和磁钢布置等进行了理论分析和计算;建立了该电机的有限元模型,采用有限元分析的方式对电机的静动态性能进行仿真分析,确定电机设计的最终方案并完成制造工作;应用直驱部件测试评价平台对电机的性能进行全面测试。实验测试结果满足系统的设计要求,证明了设计方法和设计过程的有效性。     

机床进给用永磁同步直线伺服单元的设计与实验研究

在与其他形式电机比较的基础上，研究了满足数控机床要求的永磁同步直线电机电磁结构设计和伺服控制系统的软硬件开发，解决了直线电机性能实验加载、与速度相关的参数记录等问题，对研制开发的实验样机进行了性能测试，特别给出了定位力的实验方法和测试结果，测试结果表明所开发的样机具有较好的性能。     

基于直线电机的高速滚珠丝杠副寿命试验机设计

针对高速滚珠丝杠副性能指标的测量需求,设计了一套基于直线电机的高速滚珠丝杠副寿命测试试验系统,系统以直线电机为加载机构、旋转伺服电机为丝杠驱动机构、多轴运动控制卡为运动控制器。据此系统设计的滚珠丝杠副高速加载跑合寿命试验机在连续稳定变负载的情况下,可以对滚珠丝杠在高速、高加速度、大负荷等条件下进行长时间运行测试,满足寿命试验机对滚珠丝杠副寿命试验和相关参数的测试要求。试验结果证明了系统的可行性。     

机床用永磁直线电机的推力波动优化研究

采用有限元法对机床用永磁直线电机的推力波动进行仿真计算,通过采用改变端齿的高度和宽度、磁钢倾斜角度等措施,在不减小电机输出推力的同时,以减小直线伺服电机推力波动为目标进行了电磁优化设计。经过优化设计后,永磁直线电机推力波动大幅减小,该文对永磁直线电机推力波动的理论研究和工程应用有一定的参考价值。     

基于虚拟仪器的直线超声电机机械特性测试

针对直线超声电机机械特性测试问题,建立了基于虚拟仪器的直线超声电机机械特性测试系统。设计了力与速度测试系统,为测试的直线电机提供加载,配置的压力传感器与直线型光电编码器分别用于电机输出力与速度的测量,利用虚拟仪器技术搭建了测试硬件平台。利用虚拟仪器编程语言LabVIEW对各个模块进行软件设计,以实现各自的功能。利用该系统对杆式直线超声电机和双变幅杆V形直线超声电机的机械特性进行了测试,测试结果证实该测试系统的可行性,为直线超声电机机械特性测试提供了所必需的条件。     

一种大推力凸极永磁直线同步电机特性分析

针对现有永磁直线同步电机(PMLSM)推力密度较低的问题,提出了一种凸极Halbach永磁直线同步电机(SH-PMLSM)的设计方案。首先,提出了凸极Halbach永磁直线电机的拓扑结构,基于有限元分析了该型电机的次级磁场分布,确定了电机初级绕组方案,在旋转电机尺寸关系基础上,确定了该电机的主要尺寸;其次,建立了SH-PMLSM的16极15槽单元电机的模型,分析了该型电机的电磁特性;最后,在等永磁体用量、相同的初级和气隙条件下,将其与隐极式永磁直线电机(S-PMLSM)进行了对比,并分析了凸铁高度和宽度以及永磁体磁化方向对SH-PMLSM性能的影响。研究结果表明:SH-PMLSM单元电机具有更大的推力密度,输出推力比隐极PMLSM提高了10. 61%;借助Halbach阵列具有的磁屏蔽性,SH-PMLSM改善了常规凸极永磁直线电机存在的漏磁较大、推力不足的问题。     

磁钢充磁方式对高速永磁电机性能的影响研究

针对高速永磁电机的充磁方式问题,对一台250 k W,67 000 r/min高速永磁电机的径向充磁、平行充磁和Halbach充磁3种永磁体充磁方式进行了研究,对不同充磁方式给高速永磁电机气隙磁场、齿槽转矩、损耗的影响进行了分析。利用有限元分析的方法,根据实际的充磁方式,在有限元软件中建立了高速永磁电机模型,对高速永磁电机不同充磁方式下的性能进行了研究,对比分析了平行充磁、径向充磁及Halbach充磁这3种充磁方式对高速永磁电机气隙磁场、齿槽转矩、定子空载铁耗、转子涡流损耗、额定运行时总损耗等的影响,并且总结了高速永磁电机理想的充磁方式。研究结果表明:采用平行充磁方式时高速永磁电机的气隙磁密波形更趋于正弦、齿槽转矩更小,电机的总损耗最小,运行性能更优。     

基于FPGA永磁同步直线电机性能检测系统的实现

结合永磁同步直线电机伺服控制技术研究项目,开发了永磁同步直线电机性能检测系统.利用编程逻辑器FPGA与硬件编程语言VHDL,实现通用异步收发器(UART)的设计,测试系统软件采用面向对象编程语言VB6.0中的MSCOMM通讯控件来产生通讯事件,实现对检测数据的传送与后处理.     

轻载荷高精密永磁同步直线电机控制性能研究

分析了轻载荷高精密永磁同步直线电机中的电磁场分布,利用Matlab建立了永磁同步直线电机的模型,采用高能永磁体的正弦电流控制方法实现交轴电流的矢量控制并且构建了永磁同步直线电机位置控制的仿真系统,与实验结果进行了比较。     

一种PMLSM的速度辨识控制方法

针对永磁同步直线电机的矢量控制问题,提出了基于模型参考自适应的速度辨识方法。通过分析永磁同步直线电机的数学模型,设计了并联模型参考自适应模型,并利用Popov超稳定性定理推导了模型参考自适应律,得到了速度辨识自适应算法,实现了对电机速度和位置的辨识。将速度辨识算法嵌入永磁同步直线电机的双闭环矢量控制模型中,建立了基于模型参考自适应速度辨识的双闭环矢量控制系统。在MATLAB中对电机及其控制系统进行建模,并在负载突变和速度突变两种工况条件下对系统模型进行了仿真,仿真结果表明,该方法能实现对速度和位置的高精度估算,稳定性较好。     

模糊PID控制在伺服系统中的应用

针对高速数控机床的应用需求越来越多,以交流永磁同步直线电动机为驱动元件的高速伺服系统是最为有效的解决途径。以数控机床直线交流伺服系统为研究对象,首先进行了主回路及配电的设计,然后对其中主要部件进行选型。然后针对核心部件永磁同步直线电机建立电流、速度、位置三闭环的PID控制模型,应用PID优化理论及模糊自适应理论,对PID参数进行整定优化,并用MATLAB/SIMULINK进行动态仿真、计算,仿真结果表明采用上述方法提高了数控机床交流伺服系统设计整定的效率和精度、改善了系统动态响应性能。     

高速永磁电机特点与设计方法的探究

本文以高速永磁电机为探究对象,介绍了高速永磁电机的特点,阐述了电机的转子设计和定子设计,重点探究了高速永磁电机场路结合设计方法,给出了高速永磁电机设计与分析过程,并利用有限元法确定磁路计算中的主要系数,通过试验验证方法的正确性,对高速永磁电机设计具有一定的指导意义。     

优化的粒子群算法在低速永磁直线电机中的应用

系统采用群智能算法对一台功率7.5 kW,效率在75%以上,功率因数在0.8以上的永磁低速直线电机进行了优化改良设计,并对设计结果进行了ANSYS仿真分析,从仿真结果中可以看出提高永磁低速直线电机的性价比,改善电机的电磁性能。     

高速加工中心的新型结构

针对开发国产敏捷柔性制造系统的需求,对高速高效加工中心进行了研究,提出了工件固定,以直线电机组成并联短链直接驱动刀具(主轴单元)作多自由度运动、将高速高精度传动与高刚度支撑合二为一的适合于高速高效加工中心的新型结构,并针对这一结构的特殊性,开发了全闭环交流永磁同步直线电机进给系统,设计了高可靠性换刀系统和敏捷化托盘交换系统,为开发新一代国产高速高效加工中心产品奠定了基础.     

高速永磁电机设计技术探讨

本文梳理了高速永磁电机存在的技术问题,从定转子结构与材料、轴承结构以及降低噪音三个方面入手,对高速永磁电机的设计技术进行综述,对高速永磁电机的相关设计工作提供有益的参考借鉴。     

低速大力矩圆筒永磁直线电机齿槽力分析

为削弱圆筒永磁直线电机的齿槽力,采用了一种基于能量法和傅里叶分解的解析分析方法,推导出了圆筒直线电机与结构参数有关的齿槽力表达式。在此基础上,研究了定子极距所作的微小改变和极弧系数的优化选择对齿槽力的影响,提出了减少电机齿槽力的优化方案,并利用有限元法对其进行了验证。通过抽油机实际测试,其测试结果证明所提出的方法是正确有效的。